磁阻效应(Magnetoresistance Effect, MR)是指材料之电阻随着外加磁场的变化而改变的效应,其物理量的定义,是在有无磁场下的电阻差除上原先电阻,用以代表电阻变化率。
磁阻效应最初于1856年由威廉·汤姆森,即后来的开尔文爵士发现,但是在一般材料中,电阻的变化通常小于5%,这样的效应后来被称为“常磁阻”(ordinary magnetoresistance, OMR)。
各种磁阻效应
- 常磁阻(Ordinary Magnetoresistance, OMR)
对所有非磁性金属而言,由于在磁场中受到罗伦兹力的影响,传导电子在行进中会偏折,使得路径变成沿曲线前进,如此将使电子行进路径长度增加,使电子碰撞机率增大,进而增加材料的电阻。
- 巨磁阻(Giant Magnetoresistance, GMR)
巨磁阻效应存在于铁磁性(如:Fe, Co, Ni)/非铁磁性(如:Cr, Cu, Ag, Au)的多层膜系统,由于非磁性层的磁交换作用会改变磁性层的传导电子行为,使得电子产生程度不同的磁散射而造成较大的电阻,其电阻变化较常磁阻大上许多,故被称为“巨磁阻”。1988年由法国物理学家阿尔贝·费尔与德国物理学家彼得·格林贝格尔分别发现的巨磁阻效应,也被视为是自旋电子学的滥觞。
- 超巨磁阻(Colossal Magnetoresistance, CMR)
超巨磁阻效应存在于具有钙钛矿(Perovskite)ABO3的陶瓷氧化物中。其磁阻变化随着外加磁场变化而有数个数量级的变化。其产生的机制与巨磁阻效应(GMR)不同,而且往往大上许多,所以被称为“超巨磁阻”。
- 异向磁阻(Anisotropic magnetoresistance, AMR)
有些材料中磁阻的变化,与磁场和电流间夹角有关,称为异向性磁阻效应。此原因是与材料中s轨域电子与d轨域电子散射的各向异性有关。
- 穿隧磁阻效应(Tunnel Magnetoresistance, TMR)穿隧磁阻效应是指在铁磁-绝缘体薄膜(约1纳米)-铁磁材料中,其穿隧电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的效应。此效应首先于1975年由Michel Julliere在铁磁材料(Fe)与绝缘体材料(Ge)发现;室温穿隧磁阻效应则于1995年,由Terunobu Miyazaki与Moodera分别发现。此效应更是磁性随机存取内存(magnetic random access memory, MRAM)与硬盘中的磁性读写头(read sensors)的科学基础。
https://blog.sciencenet.cn/blog-53376-222352.html
上一篇:
CFL条件下一篇:
runge-kutta methods